3. MATERYAL VE YÖNTEM
3.7. Ağdan Bağımsızlık Çalışması
Sabit yüzey sıcaklığına sahip sınırlandırılmış geometride (van Heiningen geometrisi) farklı ağ yapıları şekil 3.10, 3.11, 3.12, 3.13, 3.14, 3.15, 3.16’da gösterilmiştir.
26
Şekil 3.10. van Heiningen geometrisinin 5000 elemanlı ağ yapısı
Şekil 3.11. van Heiningen geometrisinin 10000 elemanlı ağ yapısı
27
Şekil 3.12. van Heiningen geometrisinin 15000 elemanlı ağ yapısı
Şekil 3.13. van Heiningen geometrisinin 20000 elemanlı ağ yapısı
28
Şekil 3.14. van Heiningen geometrisinin 30000 elemanlı ağ yapısı
Şekil 3.15. van Heiningen geometrisinin 82000 elemanlı ağ yapısı
29
Şekil 3.16. van Heiningen geometrisinin 133000 elemanlı ağ yapısı
van Heiningen geometrisinin k-ɛ modelinde farklı ağ yapılarındaki y+ değerleri şekil 3.17’de gösterilmektedir.
Şekil 3.17. van Heiningen geometrisinin k-ɛ modelinde farklı ağ yapılarındaki y+
değerleri
00 05 10 15 20 25 30 35
00 05 10 15 20 25 30 35 40
y+
x/D
y
+-Mesafe(k-
ɛ,standard wall function)
5bin 10bin 15bin 20bin 30bin
30
van Heiningen geometrisinin k-ɛ modelinde farklı ağ yapılarındaki minimum, maksimum ve ortalama y+ değerlerinin karşılaştırılması çizelge 3.13’de gösterilmiştir.
Çizelge 3.13. Van Heiningen geometrisinin k-ɛ modelinde farklı ağ yapılarındaki y+
karşılaştırması
van Heiningen geometrisinin SST k-ω modelinde farklı ağ yapılarındaki y+ değerleri şekil 3.18’de gösterilmiştir.
Şekil 3.18. van Heiningen geometrisinin SST k-ω modelinde farklı ağ yapılarındaki y+
değerleri
31
van Heiningen geometrisinin SST k-ω modelinde farklı ağ yapılarındaki minimum, maksimum ve ortalama y+ değerlerinin karşılaştırılması çizelge 3.14’de gösterilmiştir.
Çizelge 3.14. van Heiningen geometrisinin SST k-ω modelinde farklı ağ yapılarındaki y+ karşılaştırması
Şekil 3.19. van Heiningen geometrisinin k-ɛ modelinde farklı ağ yapılarındaki y+
değerleri
van Heiningen geometrisinin k-ɛ modelinde farklı ağ yapılarındaki minimum, maksimum ve ortalama y+ değerlerinin karşılaştırılması çizelge 3.15’de gösterilmiştir.
00
y
+-Mesafe(k-
ɛ,standard wall function)
kaba-30bin orta-82bin sık-133bin
32
Çizelge 3.15. van Heiningen geometrisinin k-ɛ modelinde farklı ağ yapılarındaki y+
karşılaştırması
Max y+ Min y+ Ortalama y+
Kaba 7,4 0,5 3,1
Orta 5,4 0.,4 2,1
Sık 4,4 0,3 1,6
Sabit yüzey sıcaklığına sahip sınırlandırılmamış geometride (Alimohammadi geometrisi) farklı ağ yapıları şekil 3.20, 3.21, 3.22, 3.23, 3.24’de gösterilmiştir.
Şekil 3.20. Alimohammadi geometrisinin 100000 elemanlı ağ yapısı
33
Şekil 3.21. Alimohammadi geometrisinin 121000 elemanlı ağ yapısı
Şekil 3.22. Alimohammadi geometrisinin 140000 elemanlı ağ yapısı
34
Şekil 3.23. Alimohammadi geometrisinin 200000 elemanlı ağ yapısı
Şekil 3.24. Alimohammadi geometrisinin 731000 elemanlı ağ yapısı
35
Alimohammadi geometrisinin k-ɛ modelinde farklı ağ yapılarındaki y+ değerleri şekil 3.25’de gösterilmiştir.
Şekil 3.25. Alimohammadi geometrisinin k-ɛ modelinde farklı ağ yapılarındaki y+
değerleri
Alimohammadi geometrisinin k-ɛ modelinde farklı ağ yapılarındaki minimum, maksimum ve ortalama y+ değerlerinin karşılaştırılması çizelge 3.16’da gösterilmiştir.
Çizelge 3.16. Alimohammadi geometrisinin k-ɛ modelinde farklı ağ yapılarındaki y+
karşılaştırması
y
+-Mesafe(k-
ɛ,standard wall function,second up wind,2.geometri)
80bin 100bin 121bin 140bin
36
Alimohammadi geometrisinin k-ɛ modelinde farklı ağ yapılarındaki y+ değerleri şekil 3.26’da gösterilmiştir.
Şekil 3.26. Alimohammadi geometrisinin k-ɛ modelinde farklı ağ yapılarındaki y+
değerleri
00 05 10 15 20 25 30 35 40
00 02 04 06 08 10 12 14 16 18
y+
x/D
y
+-Mesafe(k-
ɛ,enhanced wall treatment,second wind up 2.geometri)
80bin 100bin 121bin 140bin 200bin
37
Alimohammadi geometrisinin k-ɛ modelinde farklı ağ yapılarındaki minimum, maksimum ve ortalama y+ değerlerinin karşılaştırılması çizelge 3.17’de gösterilmiştir.
Çizelge 3.17. Alimohammadi geometrisinin k-ɛ modelinde farklı ağ yapılarındaki y+
karşılaştırması
Max y+ Min y+ Ortalama y+
80bin 33,6 3,8 22,9
100bin 24,5 2,5 15,9
121bin 21,6 1,7 14
140bin 17,8 1,3 11,2
200bin 1,8 0,2 0,6
38
Alimohammadi geometrisinin k-ɛ modelinde farklı ağ yapılarındaki y+ değerleri şekil 3.27’de gösterilmiştir.
Şekil 3.27. Alimohammadi geometrisinin k-ɛ modelinde farklı ağ yapılarındaki y+
değerleri
00 05 10 15 20 25 30 35 40
00 02 04 06 08 10 12 14 16 18
y+
x/D
y
+-Mesafe(k-
ɛ,menter lechner,second wind up 2.geometri)
80bin 100bin 121bin 140bin 200bin
39
Alimohammadi geometrisinin k-ɛ modelinde farklı ağ yapılarındaki minimum, maksimum ve ortalama y+ değerlerinin karşılaştırılması çizelge 3.18’de gösterilmiştir.
Çizelge 3.18. Alimohammadi geometrisinin k-ɛ modelinde farklı ağ yapılarındaki y+
karşılaştırması
max y+ min y+ ortalama y+
80bin 33,8 3,8 24,8
100bin 25,1 2,5 17,6
121bin 22,3 1,9 15,4
140bin 18,4 1,5 12,3
200bin 2,6 0,3 1,5
40
Alimohammadi geometrisinin k-ɛ modelinde farklı ağ yapılarındaki y+ değerleri şekil 3.28’de gösterilmiştir.
Şekil 3.28. Alimohammadi geometrisinin k-ɛ modelinde farklı ağ yapılarındaki y+
değerleri
y
+-Mesafe(k-
ɛ,non equbilium wall function,second wind up 2.geometri)
80bin 100bin 121bin 140bin 200bin
41
Alimohammadi geometrisinin k-ɛ modelinde farklı ağ yapılarındaki minimum, maksimum ve ortalama y+ değerlerinin karşılaştırılması çizelge 3.19’da gösterilmiştir.
Çizelge 3.19. Alimohammadi geometrisinin k-ɛ modelinde farklı ağ yapılarındaki y+
karşılaştırması
max y+ min y+ ortalama y+
80bin 40,1 5,9 23,4
100bin 28,3 3,8 16,8
121bin 25 2,9 14,9
140bin 20 2,2 12,2
200bin 3,8 0,2 1,2
42
Alimohammadi geometrisinin k-ɛ modelinde farklı ağ yapılarındaki y+ değerleri şekil 3.29’da gösterilmiştir.
Şekil 3.29. Alimohammadi geometrisinin k-ɛ modelinde farklı ağ yapılarındaki y+
değerleri
00 05 10 15 20 25 30 35
00 02 04 06 08 10 12 14 16 18
y+
x/D
y
+-Mesafe(k-
ɛ,scalable wall function,second wind up 2.geometri)
80bin 100bin 121bin 140bin 200bin
43
Alimohammadi geometrisinin k-ɛ modelinde farklı ağ yapılarındaki minimum, maksimum ve ortalama y+ değerlerinin karşılaştırılması çizelge 3.20’de gösterilmiştir.
Çizelge 3.20. Alimohammadi geometrisinin k-ɛ modelinde farklı ağ yapılarındaki y+
karşılaştırması
Max y+ Min y+ Ortalama y+
80bin 31,1 3,6 23,2
100bin 22,7 2,4 16,5
121bin 20 1,8 14,4
140bin 16,2 1,4 12,1
200bin 12,3 0,8 11,1
44
Alimohammadi geometrisinin k-ɛ modelinde farklı çözüm metodlarındaki y+ değerleri şekil 3.30’da gösterilmiştir.
Şekil 3.30. Alimohammadi geometrisinin k-ɛ modelinde farklı çözüm metodlarındaki y+ değerleri
Alimohammadi geometrisinin k-ɛ modelinde farklı çözüm metodlarındaki minimum, maksimum ve ortalama y+ değerlerinin karşılaştırılması çizelge 3.21’de gösterilmiştir.
Çizelge 3.21. Alimohammadi geometrisinin k-ɛ modelinde farklı çözüm metodlarındaki y+ karşılaştırması
y
+-Mesafe(k-
ɛ,standard wall function,121 bin mesh,2.geometri)
SIMPLE SIMPLEC PISO
45
Alimohammadi geometrisinin Transition SST modelinde farklı ağ yapılarındaki y+ değerleri şekil 3.31’de gösterilmiştir.
Şekil 3.31. Alimohammadi geometrisinin Transition SST modelinde farklı ağ yapılarındaki y+ değerleri
Alimohammadi geometrisinin k-ɛ modelinde farklı çözüm metodlarındaki minimum, maksimum ve ortalama y+ değerlerinin karşılaştırılması çizelge 3.22’de gösterilmiştir.
Çizelge 3.22. Alimohammadi geometrisinin Transition SST modelinde farklı ağ yapılarındaki y+ karşılaştırması
46
Sabit ısı akısına sahip sınırlandırılmamış geometride (Del Frate geometrisi) farklı ağ yapıları şekil 3.32, 3.33, 3.34, 3.35, 3.36, 3.37’de gösterilmiştir.
Şekil 3.32. Del Frate geometrisinin 68000 elemanlı ağ yapısı
Şekil 3.33. Del Frate geometrisinin 83000 elemanlı ağ yapısı
47
Şekil 3.34. Del Frate geometrisinin 100000 elemanlı ağ yapısı
Şekil 3.35. Del Frate geometrisinin 139000 elemanlı ağ yapısı
48
Şekil 3.36. Del Frate geometrisinin 280000 elemanlı ağ yapısı
Şekil 3.37. Del Frate geometrisinin 568000 elemanlı ağ yapısı
49
Del Frate geometrisinin k-ɛ modelinde farklı ağ yapılarındaki y+ değerleri şekil 3.38’de gösterilmiştir.
Şekil 3.38. Del Frate geometrisinin k-ɛ modelinde farklı ağ yapılarındaki y+ değerleri
Del Frate geometrisinin k-ɛ modelinde farklı ağ yapılarındaki minimum, maksimum ve ortalama y+ değerlerinin karşılaştırılması çizelge 3.23’de gösterilmiştir.
Çizelge 3.23. Del Frate geometrisinin k-ɛ modelinde farklı ağ yapılarındaki y+
karşılaştırması
y
+-Mesafe(k-
ɛ,standard wall function)
68bin 83bin 100bin 139bin 280bin
50
Del Frate geometrisinin Standard k-ω modelinde farklı ağ yapılarındaki y+ değerleri şekil 3.39’da gösterilmiştir.
Şekil 3.39. Del Frate geometrisinin Standard k-ω modelinde farklı ağ yapılarındaki y+
değerleri
Del Frate geometrisinin Standard k-ω modelinde farklı ağ yapılarındaki minimum, maksimum ve ortalama y+ değerlerinin karşılaştırılması çizelge 3.24’de gösterilmiştir.
Çizelge 3.24. Del Frate geometrisinin Standard k-ω modelinde farklı ağ yapılarındaki y+ karşılaştırması
y
+-Mesafe(Standard k-ω,low-Re correction,3.geometri)
68bin 83bin 100bin 139bin 280bin_simple_secondupwind
51
Del Frate geometrisinin SST k-ω modelinde farklı ağ yapılarındaki y+ değerleri şekil 3.40’da gösterilmiştir.
Şekil 3.40. Del Frate geometrisinin SST k-ω modelinde farklı ağ yapılarındaki y+
değerleri
Del Frate geometrisinin SST k-ω modelinde farklı ağ yapılarındaki minimum, maksimum ve ortalama y+ değerlerinin karşılaştırılması çizelge 3.25’de gösterilmiştir.
Çizelge 3.25. Del Frate geometrisinin SST k-ω modelinde farklı ağ yapılarındaki y+
karşılaştırması
y
+-Mesafe(SST k-ω,low-Re correction,3.geometri)
68bin 83bin 100bin 139bin 280bin 568bin
52
Çizelge 3.26. Del Frate geometrisinin SST k-ω modelinde farklı ağ yapılarındaki y+
karşılaştırması (devam)
139bin 16 1,3 11,1
280bin 2,9 0,3 2,2
568bin 0,6 0 0,4
Sabit ısı akısına sahip sınırlandırılmış geometride (Guerra geometrisi) farklı ağ yapıları şekil 3.41, 3.42, 3.43, 3.44, 3.45, 3.46’da gösterilmiştir.
Şekil 3.41. Guerrra geometrisinin 56000 elemanlı ağ yapısı
53
Şekil 3.42. Guerrra geometrisinin 68000 elemanlı ağ yapısı
Şekil 3.43. Guerrra geometrisinin 89000 elemanlı ağ yapısı
54
Şekil 3.44. Guerrra geometrisinin 143000 elemanlı ağ yapısı
Şekil 3.45. Guerrra geometrisinin 239000 elemanlı ağ yapısı
55
Şekil 3.46. Guerrra geometrisinin 740000 elemanlı ağ yapısı
Guerrra geometrisinin k-ɛ modelinde farklı ağ yapılarındaki y+ değerleri şekil 3.47’de gösterilmiştir.
Şekil 3.47. Guerrra geometrisinin k-ɛ modelinde farklı ağ yapılarındaki y+ değerleri
Guerra geometrisinin k-ɛ modelinde farklı ağ yapılarındaki minimum, maksimum ve ortalama y+ değerlerinin karşılaştırılması çizelge 3.26’da gösterilmiştir.
0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00
00 01 02 03 04 05 06 07 08
y+
x/D
y
+-Mesafe(k-
ɛ,standard wall function, 4.geometri)
56bin 68bin 89bin 143bin 239bin
56
Çizelge 3.27. Guerrra geometrisinin k-ɛ modelinde farklı ağ yapılarındaki y+
karşılaştırması
Max y+ Min y+ Ortalama y+
56bin 30,8 3,6 23,01
68bin 24,8 2,9 18,41
89bin 20,9 2,5 15,48
143bin 18,1 1,8 13,21
239bin 14,1 1,2 10,65
57 4. BULGULAR VE TARTIŞMA
van Heiningen geometrisinde Standard k-ɛ ve Realizable k-ɛ türbülans modellerinin iyileştirilmiş duvar fonksiyonu yaklaşımıyla olan sayısal sonuçların deneysel çalışma ile karşılaştırılması şekil 4.1’de gösterilmiştir.
Şekil 4.1. Bulguların deneysel çalışma ile karşılaştırılması
Alimohammadi geometrisinde Standard k-ɛ ve Realizable k-ɛ türbülans modellerinin iyileştirilmiş duvar fonksiyonu yaklaşımıyla olan sayısal sonuçların deneysel çalışma ile karşılaştırılması şekil 4.2’de gösterilmiştir.
Şekil 4.2. Bulguların deneysel çalışma ile karşılaştırılması
58
Del Frate geometrisinde Standard k-ɛ ve Realizable k-ɛ türbülans modellerinin iyileştirilmiş duvar fonksiyonu yaklaşımıyla olan sayısal sonuçların deneysel çalışma ile karşılaştırılması şekil 4.3’de gösterilmiştir.
Şekil 4.3. Bulguların deneysel çalışma ile karşılaştırılması
Guerra geometrisinde Standard k-ɛ ve Realizable k-ɛ türbülans modellerinin iyileştirilmiş duvar fonksiyonu yaklaşımıyla olan sayısal sonuçların deneysel çalışma ile karşılaştırılması şekil 4.4’de gösterilmiştir.
Şekil 4.4. Bulguların deneysel çalışma ile karşılaştırılması
59
van Heiningen geometrisinde Standard k-ɛ ve RNG k-ɛ türbülans modellerinin standard duvar fonksiyonu yaklaşımıyla olan sayısal sonuçların deneysel çalışma ile karşılaştırılması şekil 4.5’de gösterilmiştir.
Şekil 4.5. Bulguların deneysel çalışma ile karşılaştırılması
Alimohammadi geometrisinde Standard k-ɛ ve RNG k-ɛ türbülans modellerinin standard duvar fonksiyonu yaklaşımıyla olan sayısal sonuçların deneysel çalışma ile karşılaştırılması şekil 4.6’da gösterilmiştir.
Şekil 4.6. Bulguların deneysel çalışma ile karşılaştırılması
60
Del Frate geometrisinde Standard k-ɛ ve RNG k-ɛ türbülans modellerinin standard duvar fonksiyonu yaklaşımıyla olan sayısal sonuçların deneysel çalışma ile karşılaştırılması şekil 4.7’de gösterilmiştir.
Şekil 4.7. Bulguların deneysel çalışma ile karşılaştırılması
Guerra geometrisinde Standard k-ɛ ve RNG k-ɛ türbülans modellerinin standard duvar fonksiyonu yaklaşımıyla olan sayısal sonuçların deneysel çalışma ile karşılaştırılması şekil 4.8’de gösterilmiştir.
Şekil 4.8. Bulguların deneysel çalışma ile karşılaştırılması
61
van Heiningen geometrisinde Standard k-ɛ türbülans modelinde ve iyileştirilmiş duvar fonksiyonu yaklaşımında Dunn ve ark.’nın önermiş olduğu katsayılarla olan sayısal sonuçların deneysel çalışma ile karşılaştırılması şekil 4.9’da gösterilmiştir.
Şekil 4.9. Bulguların deneysel çalışma ile karşılaştırılması
Alimohammadi geometrisinde Standard k-ɛ türbülans modelinde ve iyileştirilmiş duvar fonksiyonu yaklaşımında Dunn ve ark.’nın önermiş olduğu katsayılarla olan sayısal sonuçların deneysel çalışma ile karşılaştırılması şekil 4.10’da gösterilmiştir.
Şekil 4.10. Bulguların deneysel çalışma ile karşılaştırılması
62
Del Frate geometrisinde Standard k-ɛ türbülans modelinde ve iyileştirilmiş duvar fonksiyonu yaklaşımında Dunn ve ark.’nın önermiş olduğu katsayılarla olan sayısal sonuçların deneysel çalışma ile karşılaştırılması şekil 4.11’de gösterilmiştir.
Şekil 4.11. Bulguların deneysel çalışma ile karşılaştırılması
Guerra geometrisinde Standard k-ɛ türbülans modelinde ve iyileştirilmiş duvar fonksiyonu yaklaşımında Dunn ve ark.’nın önermiş olduğu katsayılarla olan sayısal sonuçların deneysel çalışma ile karşılaştırılması şekil 4.12’de gösterilmiştir.
Şekil 4.12. Bulguların deneysel çalışma ile karşılaştırılması
63
van Heiningen geometrisinde Standard k-ɛ türbülans modelinde ve standard duvar fonksiyonu yaklaşımında Dunn ve ark.’nın önermiş olduğu katsayılarla olan sayısal sonuçların deneysel çalışma ile karşılaştırılması şekil 4.13’de gösterilmiştir.
Şekil 4.13. Bulguların deneysel çalışma ile karşılaştırılması
Alimohammadi geometrisinde Standard k-ɛ türbülans modelinde ve standard duvar fonksiyonu yaklaşımında Dunn ve ark.’nın önermiş olduğu katsayılarla olan sayısal sonuçların deneysel çalışma ile karşılaştırılması şekil 4.14’de gösterilmiştir.
Şekil 4.14. Bulguların deneysel çalışma ile karşılaştırılması
64
Del Frate geometrisinde Standard k-ɛ türbülans modelinde ve standard duvar fonksiyonu yaklaşımında Dunn ve ark.’nın önermiş olduğu katsayılarla olan sayısal sonuçların deneysel çalışma ile karşılaştırılması şekil 4.15’de gösterilmiştir.
Şekil 4.15. Bulguların deneysel çalışma ile karşılaştırılması
Guerra geometrisinde Standard k-ɛ türbülans modelinde ve standard duvar fonksiyonu yaklaşımında Dunn ve ark.’nın önermiş olduğu katsayılarla olan sayısal sonuçların deneysel çalışma ile karşılaştırılması şekil 4.16’da gösterilmiştir.
Şekil 4.16. Bulguların deneysel çalışma ile karşılaştırılması
65
van Heiningen geometrisinde 293,15 K referans sıcaklığında SST k-ω türbülans modelindeki sayısal sonuçların deneysel çalışma ile karşılaştırılması şekil 4.17’de gösterilmiştir.
Şekil 4.17. Bulguların deneysel çalışma ile karşılaştırılması
van Heiningen geometrisinde 310 K referans sıcaklığında SST k-ω türbülans modelindeki sayısal sonuçların deneysel çalışma ile karşılaştırılması şekil 4.18’de gösterilmiştir.
Şekil 4.18. Bulguların deneysel çalışma ile karşılaştırılması
66
van Heiningen geometrisinde 310 K referans sıcaklığında standard k-ɛ türbülans modelinde Standard duvar yaklaşımıyla farklı ağ yapılarının sayısal sonuçlarının deneysel çalışma ile karşılaştırılması şekil 4.19’da gösterilmiştir.
Şekil 4.19. Bulguların deneysel çalışma ile karşılaştırılması
van Heiningen geometrisinde 288,16 K referans sıcaklığında standard k-ɛ türbülans modelinde Standard duvar yaklaşımıyla farklı ağ yapılarının sayısal sonuçlarının deneysel çalışma ile karşılaştırılması şekil 4.20’de gösterilmiştir.
Şekil 4.20. Bulguların deneysel çalışma ile karşılaştırılması
67
Alimohammadi geometrisinde Transition SST türbülans modelinde ve 288,16 K referans sıcaklığında farklı ağ yapılarının sayısal sonuçlarının deneysel çalışma ile karşılaştırılması şekil 4.21’de gösterilmiştir.
Şekil 4.21. Bulguların deneysel çalışma ile karşılaştırılması
68
Alimohammadi geometrisinde 288,16 K referans sıcaklığında standard k-ɛ türbülans modelinde Standard duvar yaklaşımıyla farklı ağ yapılarının sayısal sonuçlarının deneysel çalışma ile karşılaştırılması şekil 4.22’de gösterilmiştir.
Şekil 4.22. Bulguların deneysel çalışma ile karşılaştırılması
69
Alimohammadi geometrisinde 288,16 K referans sıcaklığında standard k-ɛ türbülans modelinde Standard duvar yaklaşımıyla farklı çözüm metodlarının sayısal sonuçlarının deneysel çalışma ile karşılaştırılması şekil 4.23’de gösterilmiştir.
Şekil 4.23. Bulguların deneysel çalışma ile karşılaştırılması
70
Alimohammadi geometrisinde 288,16 K referans sıcaklığında et kalınlığının dikkate alınmadığı durumda standard k-ɛ türbülans modelinde Standard duvar yaklaşımıyla farklı çözüm metodlarının sayısal sonuçlarının deneysel çalışma ile karşılaştırılması şekil 4.24’de gösterilmiştir.
Şekil 4.24. Bulguların deneysel çalışma ile karşılaştırılması
71
Alimohammadi geometrisinde 288,16 K referans sıcaklığında et kalınlığının dikkate alınmadığı durumda Transition SST türbülans modelinde farklı çözüm metodlarının sayısal sonuçlarının deneysel çalışma ile karşılaştırılması şekil 4.25’de gösterilmiştir.
Şekil 4.25. Bulguların deneysel çalışma ile karşılaştırılması
72
Del Frate geometrisinde 293,55 K referans sıcaklığında SST k-ω türbülans modelinde 568 bin ağ yapısındaki sayısal sonucun deneysel çalışma ile karşılaştırılması şekil 4.26’da gösterilmiştir.
Şekil 4.26. Bulguların deneysel çalışma ile karşılaştırılması
van Heiningen geometrisinde 310 K referans sıcaklığında modifiye edilmiş Standard k-ɛ türbülans modelinin deneysel çalışma ile karşılaştırılması şekil 4.27’de gösterilmiştir.
Şekil 4.27. van Heiningen geometrisinde modifiye edilmiş Standard k-ɛ türbülans modelinin deneysel çalışma ile karşılaştırılması
73
van Heiningen geometrisinde 310 K referans sıcaklığında modifiye edilmiş Realizable k-ɛ türbülans modelinin deneysel çalışma ile karşılaştırılması şekil 4.28’de gösterilmiştir.
Şekil 4.28. van Heiningen geometrisinde modifiye edilmiş Realizable k-ɛ türbülans modelinin deneysel çalışma ile karşılaştırılması
van Heiningen geometrisinde 310 K referans sıcaklığında modifiye edilmiş RNG k-ɛ türbülans modelinin deneysel çalışma ile karşılaştırılması şekil 4.29’da gösterilmiştir.
Şekil 4.29. van Heiningen geometrisinde modifiye edilmiş RNG k-ɛ türbülans modelinin deneysel çalışma ile karşılaştırılması
74
Alimohammadi geometrisinde 298,15 K referans sıcaklığında modifiye edilmiş Standard k-ɛ türbülans modelinin deneysel çalışma ile karşılaştırılması şekil 4.30’da gösterilmiştir.
Şekil 4.30. Alimohammadi geometrisinde modifiye edilmiş Standard k-ɛ türbülans modelinin deneysel çalışma ile karşılaştırılması
Alimohammadi geometrisinde 298,15 K referans sıcaklığında modifiye edilmiş Realizable k-ɛ türbülans modelinin deneysel çalışma ile karşılaştırılması şekil 4.31’de gösterilmiştir.
Şekil 4.31. Alimohammadi geometrisinde modifiye edilmiş Realizable k-ɛ türbülans modelinin deneysel çalışma ile karşılaştırılması
75
Alimohammadi geometrisinde 298,15 K referans sıcaklığında modifiye edilmiş RNG k-ɛ türbülans modelinin deneysel çalışma ile karşılaştırılması şekil 4.32’de gösterilmiştir.
Şekil 4.32. Alimohammadi geometrisinde modifiye edilmiş RNG k-ɛ türbülans modelinin deneysel çalışma ile karşılaştırılması
Del Frate geometrisinde 293,55 K referans sıcaklığında modifiye edilmiş Standard k-ɛ türbülans modelinin deneysel çalışma ile karşılaştırılması şekil 4.33’de gösterilmiştir.
Şekil 4.33. Del Frate geometrisinde modifiye edilmiş Standard k-ɛ türbülans modelinin deneysel çalışma ile karşılaştırılması
76
Del Frate geometrisinde 293,55 K referans sıcaklığında modifiye edilmiş RNG k-ɛ türbülans modelinin deneysel çalışma ile karşılaştırılması şekil 4.34’de gösterilmiştir.
Şekil 4.34. Del Frate geometrisinde modifiye edilmiş RNG k-ɛ türbülans modelinin deneysel çalışma ile karşılaştırılması
Del Frate geometrisinde 293,55 K referans sıcaklığında modifiye edilmiş Realizable k-ɛ türbülans modelinin deneysel çalışma ile karşılaştırılması şekil 4.35’de gösterilmiştir.
Şekil 4.35. Del Frate geometrisinde modifiye edilmiş Realizable k-ɛ türbülans modelinin deneysel çalışma ile karşılaştırılması
77
Guerra geometrisinde 293,15 K referans sıcaklığında modifiye edilmiş Standard k-ɛ türbülans modelinin deneysel çalışma ile karşılaştırılması şekil 4.36’da gösterilmiştir.
Şekil 4.36. Guerra geometrisinde modifiye edilmiş Standard k-ɛ türbülans modelinin deneysel çalışma ile karşılaştırılması
Guerra geometrisinde 293,15 K referans sıcaklığında modifiye edilmiş RNG k-ɛ türbülans modelinin deneysel çalışma ile karşılaştırılması şekil 4.37’de gösterilmiştir.
Şekil 4.37. Guerra geometrisinde modifiye edilmiş RNG k-ɛ türbülans modelinin deneysel çalışma ile karşılaştırılması
78
Guerra geometrisinde 293,15 K referans sıcaklığında modifiye edilmiş Realizable k-ɛ türbülans modelinin deneysel çalışma ile karşılaştırılması şekil 4.38’de gösterilmiştir.
Şekil 4.38. Guerra geometrisinde modifiye edilmiş Realizable k-ɛ türbülans modelinin deneysel çalışma ile karşılaştırılması
79 5. SONUÇ
Bu tez çalışmasında ANSYS FLUENT yazılımı kullanılarak farklı sınır şartlarına sahip 4 impinging jet geometrisi üzerinde modifiye edilmiş k-ɛ türbülans modeli ile çarpma bölgesindeki ısı transferi olayı hesaplamalı olarak gözlemlenmiştir ve literatürdeki deneysel çalışmalarla karşılaştırılmıştır. Sabit yüzey sıcaklığına sahip sınırlandırılmış geometride (van Heiningen geometrisi) modifiye edilmiş değerlerin etkisinin olmadığı gözlemlenmiştir. Sabit yüzey sıcaklığına sahip sınırlandırılmamış geometride (Alimohammadi geometrisi) modifiye edilmiş değerlerin ikincil peak noktasını yakalamakta başarısız olduğu gözlemlenmiştir. Sabit ısı akısına sahip sınırlandırılmamış geometride (Del Frate geometrisi) modifiye RNG k-ɛ değerlerinin ikincil peak noktasına yakın çıktığı gözlemlenmiştir. Sabit ısı akısına sahip sınırlandırılmış geometride (Guerra geometrisi) yine modifiye edilmiş değerlerin iyileştirme sağlamadığı gözlemlenmiştir.
Literatürdeki yapılan çalışmalardan k-ɛ türbülans modelinin impinging jet akışında başarısız olduğu bilinmektedir. Bu çalışma ile impinging jet akışında k-ɛ türbülans modelinin başarısız olmasının sebebinin modelde kullanılan katsayılardan dolayı olmadığı gözlemlenmiştir.
80 KAYNAKLAR
Ahmed, Z. U., Al-abdeli, Y. M., Guzzomi, F. G. 2017. Flow field and thermal behaviour in swirling and non-swirling turbulent impinging jets. International journal of Thermal Sciences, 114(-):241-256.
Alfonsi, G. 2019. Reynolds-Averaged Navier-Stokes Equations for Turbulence Modeling. Applied Mechanics Reviews, 62(4)
Alimohammadi, S., Murray, D. B., Persoons,T. 2014. Experimental validation of a computational fluid Dynamics Methodology for Transitional Flow Heat Transfer Characteristics of a Steady Impinging Jet. Journal of Heat Transfer, 136(6):091703.
Anderrson, B., Anderrson, R., Hakansson, L., Mortensen, M., Sudiyo,R., Wachem,B. 2012. Computational Fluid Dynamics for Engineers. Cambridge University Press, New York, USA, 189 s.
Carlomagno, G., M., Laniro, A. 2014. Thermo-fluid-dynamics of submerged jets impinging at short nozzle-to-plate distance: A review. Experimental Thermal and Fluid Science, 58(-):15-35.
Chan, T. L., Leung, C. W., Jambunathan, K., Ashforth-Frost, S., Zhou, Y., Liu, M.
H. 2001. Heat transfer characteristics of a slot jet impinging on a semi-circular convex surface. International Journal of Heat and Fluid Flow, 45(-):993-1006.
Chung,T.,J. 2002. Computatıonal Fluıd Dynamics. Cambrıdge Unıversıty Press, Cambridge,1012 s.
Cziesla, T., Tandogan, E., Mitra, N. K. 1997. Large eddy simulation of heat transfer from impinging slot jets. Numerical Heat Transfer, Part A: Applications, 32(1):1-17.
Çengel, Y., Boles, M. A. 2013. Mühendislik Yaklaşımıyla Termodinamik.Palme Yayıncılık, Ankara, 978 s.
Del Frate,L.,Galassi, G. 2011.CFD Simulations of a Normally-Impinging Jet from a Circular Nozzle.International conference Nuclear Energy for New Europe,12-15 Eylül 2011,Bovec,Slovenia.
Durbin, P. A. 1996. On the k-3 stagnation point anomaly. International Journal of Heat and Fluid Flow,17(1):89-90.
Durbin,P., A., Pettersson Reif,B.,A. 2011. Statistical Theory and Modeling for turbulent Flows. A John Wiley and Sons Publication, UK, 357 s.
Genceli, O. F. 2000. Çözümlü Isı Taşınımı Problemleri. Birsen Yayınevi, İstanbul, 644 s.
Guerra,D. R. S.,Su,J.,Freire,A.P.S .2005. The near Wall behavior of an impinging jet.
Guerra,D. R. S.,Su,J.,Freire,A.P.S .2005. The near Wall behavior of an impinging jet.